KR102472606B1 - 색변환 패널, 이의 제조 방법 및 색변환 패널을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

색변환 패널, 이의 제조 방법 및 색변환 패널을 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 색변환 패널은 기판 위에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층, 및 상기 기판과 상기 색변환층 사이에 위치하는 청색광 컷팅 필터를 포함하고, 상기 색변환층과 상기 청색광 컷팅 필터의 계면은 요철을 가진다.

Description

색변환 패널, 이의 제조 방법 및 색변환 패널을 포함하는 표시 장치{COLOR CONVERSION PANEL, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 개시는 색변환 패널, 이의 제조 방법 및 색변환 패널을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치로 사용되는 액정 표시 장치는 두 개의 전기장 생성 전극과 액정층, 색필터, 그리고 편광판을 포함한다. 하지만 이러한 표시 장치의 편광판과 색필터에서 광손실이 발생한다. 이에 따라 광손실을 줄이고 고효율의 표시 장치를 구현하기 위하여 색변환 패널을 포함하는 표시 장치가 제안되고 있다.
또한 발광 소자를 포함하는 표시 장치는 발광하는 광의 파장에 따라 적색, 녹색, 청색 등을 구현할 수 있다. 색변환 패널을 포함하는 표시 장치의 경우 양자점의 크기 및 함량 등을 제어하여 우수한 색 재현율 및 휘도를 제공할 수 있다.
실시예들은 출광률이 향상되고 신뢰성이 향상된 색변환 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 색변환 패널은 기판 위에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층, 및 상기 기판과 상기 색변환층 사이에 위치하는 청색광 컷팅 필터를 포함하고, 상기 색변환층과 상기 청색광 컷팅 필터의 계면은 요철을 가진다.
상기 투과층과 상기 기판 사이에 위치하는 청색 색필터를 더 포함할 수 있다.
상기 청색 색필터와 상기 투과층의 계면은 요철을 가질 수 있다.
상기 색변환층은 적색 색변환층 및 녹색 색변환층을 포함하며, 상기 적색 색변환층과 상기 녹색 색변환층 사이, 상기 녹색 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 적색 색변환층과 상기 투과층 사이에 각각 위치하는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 제1 차광 부재이고, 상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 2 개의 측면과 중첩하는 제2 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 하나의 측면과 중첩하는 반사 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 요철은 불규칙한 형태를 가지며, 상기 요철에서 인접한 볼록부 사이의 간격과, 인접한 볼록부와 오목부 사이의 깊이의 비는 약 1:1 내지 약 10:1일 수 있다.
상기 청색광 컷팅 필터와 상기 기판 사이에 위치하는 버퍼층 및 상기 색변환층 위에 위치하는 캡핑층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 방법은 기판 위에 감광성 수지층을 형성하는 단계, 상기 감광성 수지층을 노광하는 단계, 상기 노광된 감광성 수지층에 표면 처리하여 요철을 형성하는 단계, 상기 노광된 감광성 수지층을 패터닝하여 청색광 컷팅 필터를 형성하는 단계, 상기 청색광 컷팅 필터 위에 색변환층을 형성하는 단계, 및 상기 기판 위에 투과층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 노광하는 단계에서 마스크를 사용하며, 상기 감광성 수지 조성물을 표면 처리하는 단계 이전에 상기 마스크를 제거할 수 있다.
상기 노광하는 단계에서 마스크를 사용하며, 상기 표면 처리하는 단계에서 상기 마스크에 의해 노출된 영역에 대해 표면 처리 공정을 실시할 수 있다.
상기 표면 처리하는 단계는 건식 식각 방법을 사용할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 색변환층 및 투과층, 및 상기 기판과 상기 색변환층 사이에 위치하는 청색광 컷팅 필터를 포함하고, 상기 색변환층과 상기 청색광 컷팅 필터의 계면은 요철을 가진다.
실시예들에 따르면 출광 효율이 향상되고 신뢰성이 우수한 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 2, 도 3, 및 도 4 각각은 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 5, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 공정에 따른 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 11은 도 10의 XI-XI선을 따라 자른 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 13은 도 12의 XIII-XIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1a를 참조하여 일 실시예에 따른 색변환 패널을 설명한다. 도 1a는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 차광 부재(320)을 포함한다.
차광 부재(320)은 후술할 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이, 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R) 또는 동일한 층(330R, 330G, 330B) 사이에 위치할 수 있다. 차광 부재(320)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
기판(310) 및 차광 부재(320)의 적어도 일부 위에 청색광 컷팅 필터(325)가 위치한다. 청색광 컷팅 필터(325)는 적색 및 녹색을 방출하는 영역에만 위치하고 청색을 방출하는 영역에는 위치하지 않는다. 청색광 컷팅 필터(325)는 청색을 방출하는 영역과 중첩하는 개구부를 가질 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)는 청색의 파장 대역을 제외한 파장을 갖는 광은 투과시키고 청색 파장 대역을 갖는 광은 차단한다. 청색광 컷팅 필터(325)는 전술한 효과를 수행하기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있으며, 일 예로 황색 색필터(Yellow color filter)일 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)의 단면은 테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 따라서 청색광 컷팅 필터(325) 위에 적층되는 구성요소들은 끊어짐 없이 안정적으로 형성될 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)의 일면은 요철을 포함할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325)는 기판(310)과 마주하는 일면을 포함하고, 상기 일면과 마주하며 색변환층(330R, 330G)과 접촉하는 일면이 요철을 포함할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325) 일면의 거칠기는 증가할 수 있다.
요철은 불규칙한 형태를 가질 수 있다. 요철은 도 1에 도시한 바와 같이 오목부와 볼록부를 포함한다.
상기 깊이(d)는 약 0.1 내지 약 2 μm일 수 있으며 상기 간격(w)은 약 0.01 내지 2 μm일 수 있다. 이러한 수치 범위를 가지는 경우 효과적인 광 방출이 가능할 수 있다.
색변환 패널(30)에서 방출되는 광은 색변환층(330R, 330G)에서 기판(310)을 향하는 방향으로 방출된다. 이때 색변환층(330R, 330G)에서 청색광 컷팅 필터(325)를 향하는 광은 요철을 포함하는 일면에서 기판(310)을 향해 보다 많은 광량으로 방출될 수 있다. 색변환층(330R, 330G)에서 방출되는 광에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 후술하기로 한다. 청색광 컷팅 필터(325), 차광 부재(320) 및 기판(310) 중 적어도 하나 위에 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)이 위치한다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 입사되는 광을 서로 다른 색상의 광으로 방출할 수 있으며, 일 예로 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)일 수 있다. 투과층(330B)은 별도의 색변환 없이 입사되는 광을 방출할 수 있으며 일 예로 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다.
적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331R) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 적색 색변환층(330R)이 적색 형광체를 포함하는 경우, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, CaAlSiN3, CaMoO4, Eu2Si5N8 중 하나의 물질일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 적색 색변환층(330R)은 적어도 한 종류의 적색 형광체를 포함할 수 있다.
녹색 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331G) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 녹색 색변환층(330G)은 녹색 형광체를 포함하는 경우, 녹색 형광체는 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, 바리움마그네슘알루미네이트(BAM), 알파 사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(β-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, (Sr1 - xBax)Si2O2N2 중 하나의 물질일 수 있으며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 녹색 색변환층(330G)은 적어도 한 종류의 녹색 형광체를 포함할 수 있다. 이때 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 형광체 대신 색을 변환하는 양자점(Quantum Dot)을 포함하거나 형광체에 추가적으로 양자점(Quantum Dot)을 더 포함할 수 있다. 이때 양자점(Quantum Dot)은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, GaAlNP, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전(全)방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
한편 적색 양자점(331R) 및 녹색 양자점(331G)에서 방출되는 광은 전방향으로 퍼져나간다. 이 중에서 기판(310)을 향해 방출되는 광이 사용자의 눈에 입사된다. 일 실시예에 따르면 적색 색변환층(330R)이 포함하는 양자점(331R)이 방출하는 광은 청색광 컷팅 필터(325)를 바로 통과하여 기판(310) 외측으로 방출되거나(a), 청색광 컷팅 필터(325)와 색변환층(330R) 사이의 계면에서 요철을 지나쳐 일부 굴절되며 기판(310) 외측으로 방출되거나(b), 청색광 컷팅 필터(325)와 적색 색변환층(330R) 사이의 계면에서 전반사될 수 있다(c).
일 실시예에 따른 경우 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 청색광 컷팅 필터(325)의 계면은 요철을 포함한다. 요철에서는 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G)에서 방출되는 광을 기판(310) 외측으로 방출시킬 수 있다. 따라서 색변환층에서 방출되는 광의 전반사를 감소시키고 광의 외부 출광 효율을 증가시킬 수 있다.
일 실시예와 달리 청색광 컷팅 필터(325)과 적색 색변환층(330R) 사이에 요철 계면이 없는 경우 색변환층에서 기판(310) 방향으로 진행되는 광의 상당 부분은 색변환층과 청색광 컷팅 필터의 계면에서 전반사 된다. 따라서 기판(310) 외측으로 방출되는 광량이 적어 광 효율이 좋지 않을 수 있다.
투과층(330B)은 입사되는 청색광을 투과시키는 수지(resin)를 포함할 수 있다. 청색을 방출하는 영역에 위치하는 투과층(330B)은 별도의 형광체 또는 양자점 없이 입사된 청색을 그대로 방출한다.
투과층(330B)은 염료 또는 안료(332B)를 더 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 생략 가능하다.
전술한 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 일 예로 감광성 수지를 포함할 수 있으며, 포토리소그래피 공정을 통해 제조될 수 있다. 또는 프린팅 공정을 통해 형성될 수 있으며 이러한 제조 공정에 의할 경우, 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 감광성 수지가 아닌 다른 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서는 포토리소그래피 공정 또는 프린팅 공정에 의해 형성되는 색변환층, 투과층 및 차광 부재에 대해 설명하였으나 이에 제한되지 않을 수 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나는 산란체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 각각 산란체를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 투과층(330B)은 산란체를 포함하고 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 산란체를 포함하지 않는 실시예도 가능하다.
산란체는 입사되는 광을 고르게 산란시키기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있으며, 일 예로 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320) 위에 캡핑층(340)이 위치한다.
캡핑층(340)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B)을 형성하고 난 이후의 고온 공정들에서 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)이 포함하는 형광체 또는 양자점(331R, 331G)의 손상 및 소광을 방지하거나, 특정 파장의 광을 투과시키고 상기 특정 파장의 광 이외의 광은 반사 또는 흡수하는 필터일 수 있다.
캡핑층(340)은 고굴절률을 가지는 무기막과 저굴절률을 가지는 무기막이 약 10 내지 20층을 형성하도록 교번하여 적층된 구조를 포함할 수 있다. 즉, 캡핑층(340)은 굴절률이 서로 다른 복수의 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 이때 캡핑층(340)은 특정 파장의 광을 반사 또는 흡수할 수 있다. 고굴절률을 가지는 무기막과 저굴절률을 가지는 무기막 사이의 보강 및/또는 상쇄 간섭을 이용하여 특정 파장을 투과 및/또는 반사 시키는 원리를 이용한 것이다.
캡핑층(340)은 TiO2, SiNx, SiOx, TiN, AlN, Al2O3, SnO2, WO3, ZrO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 일 예로 SiNx와 SiOx가 교번하여 적층된 구조일 수 있다.
일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 색변환층(330R, 330G)과 청색광 컷팅 필터(325) 사이의 계면이 요철을 포함할 수 있으며, 이를 통해 계면에서의 전반사를 감소시켜, 기판(310) 외측으로 방출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
이하에서는 도 1b 및 도 1c를 참조하여 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)에 대해 설명한다. 도 1b 및 도 1c는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이며, 도 1a에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
도 1b를 참조하면, 일 실시예에 따른 청색광 컷팅 필터(325)는 적색을 방출하는 영역과 녹색을 방출하는 영역 각각에 분리되어 위치할 수 있다. 도 1a에 도시된 실시예는 적색을 방출하는 영역 및 녹색을 방출하는 영역과 중첩하는 청색광 컷팅 필터(325)가 연결된 형태를 개시하고 있으나, 이에 제한되지 않고 도 1b에 도시된 바와 같이 적색을 방출하는 영역에 위치하는 청색광 컷팅 필터(325)와 녹색을 방출하는 영역에 위치하는 청색광 컷팅 필터(325)가 이격된 실시예도 가능하다.
또한 도 1c를 참조하면, 일 실시예에 따른 청색광 컷팅 필터(325)는 녹색을 방출하는 영역에만 위치할 수 있으며 적색 및 청색을 방출하는 영역에는 위치하지 않을 수 있다. 이에 제한되지 않고 청색광 컷팅 필터(325)는 적색을 방출하는 영역에만 위치할 수 있으며 녹색 및 청색을 방출하는 영역에는 위치하지 않을 수 있다. 도 1c에 도시된 색변환 패널(30)은 전술한 내용을 제외하고 도 1a에 도시된 색변환 패널(30)과 동일할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)을 설명한다. 도 2, 도 3, 및 도 4 각각은 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)의 단면도이고, 전술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 이하에서 생략한다.
우선, 도 2를 참조하면, 기판(310) 및 차광 부재(320) 위에 버퍼층(321)이 위치할 수 있다. 버퍼층(321)은 무기 재질일 수 있으며, 일 예로 질화실리콘(SiNx)일 수 있다. 버퍼층(321)은 후술할 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)의 형성을 용이하게 하거나 기판(310)을 보호할 수 있다.
버퍼층(321) 위에 청색광 컷팅 필터(325)가 위치한다. 청색광 컷팅 필터(325)는 적색 및 녹색을 방출하는 영역에만 위치하고 청색을 방출하는 영역에는 위치하지 않는다. 즉, 청색광 컷팅 필터(325)는 청색을 방출하는 영역과 중첩하는 개구부를 가질 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)는 청색의 파장 대역을 제외한 파장을 갖는 광은 투과시키고 청색 파장 대역을 갖는 광은 차단한다. 청색광 컷팅 필터(325)는 전술한 효과를 수행하기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있으며, 일 예로 황색 필터(Yellow color filter)일 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)의 일면은 요철을 포함할 수 있다. 구체적으로 청색광 컷팅 필터(325)는 기판(310)과 마주하는 일면을 포함하고, 상기 일면과 마주하며 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)과 접촉하는 일 면이 요철을 포함할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325) 일면의 거칠기는 증가할 수 있다.
색변환 패널(30)에서 방출되는 광은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)에서 기판(310)을 향하는 방향으로 방출된다. 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)에서 청색광 컷팅 필터(325)를 향하는 광은 요철을 포함하는 일면에서 기판(310)을 향해 방출될 수 있다.
버퍼층(321) 위에 청색 색필터(325B)가 위치한다. 청색 색필터(325B)는 청색을 방출하는 영역에 위치할 수 있으며 후술할 투과층(330B)과 중첩할 수 있다. 청색 색필터(325B)를 포함하는 실시예에 따르면 투과층(330B)은 염료 또는 안료를 포함하지 않을 수 있다.
청색 색필터(325B)의 일면은 요철을 포함할 수 있다. 구체적으로 청색 색필터(325B)는 기판(310)과 마주하는 일면을 포함하고, 상기 일면과 마주하며 투과층(330B)과 접촉하는 일 면이 요철을 포함할 수 있다. 청색 색필터(325B)의 일면의 거칠기는 증가할 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325) 위에 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)이 위치한다. 청색 색필터(325B) 위에 투과층(330B)이 위치할 수 있다.
적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331R) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 녹색 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331G) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투과층(330B)은 별도의 색변환 없이 입사되는 광을 방출할 수 있으며 일 예로 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다.
캡핑층(340)은 고굴절률을 가지는 무기막과 저굴절률을 가지는 무기막이 약 10 내지 20층을 형성하도록 교번하여 적층된 구조를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 기판(310) 위에 제1 차광 부재(320a)가 위치한다. 제1 차광 부재(320a)는 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이, 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R) 또는 동일한 층(330R, 330G, 330B) 사이에 위치할 수 있다. 제1 차광 부재(320a)는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
기판(310) 및 제1 차광 부재(320a) 위에 청색광 컷팅 필터(325)가 위치한다. 다음, 청색광 컷팅 필터(325) 위에 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)이 위치하고 기판(310) 위에 투과층(330B)이 위치한다.
적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331R) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 녹색 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331G) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투과층(330B)은 별도의 색변환 없이 입사되는 광을 방출할 수 있으며 일 예로 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다.
제2 차광 부재(320b)는 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G)의 측면 사이, 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B)의 측면 사이, 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R)의 측면 사이, 그리고 동일한 층(330R, 330G, 330B)의 측면 사이에 위치할 수 있다.
제2 차광 부재(320b)는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)과 실질적으로 동일한 수준의 높이를 가질 수 있다. 따라서 제2 차광 부재(320b), 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)의 상부면은 실질적으로 평탄한 면일 수 있다.
제2 차광 부재(320b)는 이웃하는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)에서 방출되는 광의 혼색을 방지할 수 있다.
본 명세서는 제1 차광 부재(320a) 및 제2 차광 부재(320b)를 포함하는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 제1 차광 부재(320a) 및 제2 차광 부재(320b) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320) 위에 캡핑층(340)이 위치한다.
캡핑층(340)은 고굴절률을 가지는 무기막과 저굴절률을 가지는 무기막이 약 10 내지 20층을 형성하도록 교번하여 적층된 구조를 포함할 수 있다. 캡핑층(340)은 굴절률이 서로 다른 복수의 층이 적층된 구조를 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 기판(310) 위에 제1 차광 부재(320a)가 위치한다.
제1 차광 부재(320a)는 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이, 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R) 또는 동일한 층(330R, 330G, 330B) 사이에 위치할 수 있다. 제1 차광 부재(320a)는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
기판(310) 및 제1 차광 부재(320a) 위에 청색광 컷팅 필터(325)가 위치한다. 청색광 컷팅 필터(325)는 적색 및 녹색을 방출하는 영역에만 위치하고 청색을 방출하는 영역에는 위치하지 않는다.
청색광 컷팅 필터(325) 위에 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)이 위치하고 기판(310) 위에 투과층(330B)이 위치한다.
적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331R) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 녹색 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331G) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투과층(330B)은 별도의 색변환 없이 입사되는 광을 방출할 수 있으며 일 예로 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다.
반사 부재(341)는 적어도 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G)의 측면 사이, 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B)의 측면 사이, 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R)의 측면 사이, 그리고 동일한 층(330R, 330G, 330B)의 측면 사이에 위치할 수 있다. 도 4에서는 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R)의 측면 사이 및 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B)의 측면 사이에 배치되는 반사 부재(341)가 제1 차광 부재(320a) 위에 위치하고, 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이에 위치하는 반사 부재(341)가 청색광 컷팅 필터(325) 위에 위치하는 경우를 도시하고 있다.
반사 부재(341)는 금속 재질일 수 있다. 반사 부재(341)는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B)에서 기판(310) 또는 캡핑층(340) 방향이 아닌 측면을 향해 방출되는 광을 반사시킨다. 반사된 광은 다시 색변환층(330R, 330G)과 투과층(330B)을 통해 기판(310)을 향해 방출될 수 있다. 반사 부재(341)를 통해 색변환 패널(30)의 출광 효율이 증대될 수 있다.
반사 부재(341) 위에 제2 차광 부재(320b)가 위치한다. 제2 차광 부재(320b)는 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이, 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R) 사이에 동일한 층(330R, 330G, 330B) 사이에 위치할 수 있다.
제2 차광 부재(320b)는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)과 실질적으로 동일한 수준의 높이를 가질 수 있다. 제2 차광 부재(320b), 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)의 상부면은 실질적으로 평탄한 면일 수 있다. 제2 차광 부재(320b)는 이웃하는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)에서 방출되는 광의 혼색을 방지할 수 있다.
본 명세서는 제1 차광 부재(320a) 및 제2 차광 부재(320b)를 포함하는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 제1 차광 부재(320a) 및 제2 차광 부재(320b) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320) 위에 캡핑층(340)이 위치한다.
이하에서는 도 5 내지 도 9를 참조하여 일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 5, 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 제조 공정에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
우선 도 5를 참조하면, 기판(310) 위에 차광 물질을 도포한 후 패터닝하여 차광 부재(320)를 형성한다. 차광 부재(320)는 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획하도록 형성될 수 있다. 이후 감광성 수지 물질을 기판(310) 위에 도포하여 감광성 수지층(Y-PR)을 형성한다. 여기서 감광성 수지층(Y-PR)은 차광 부재(320)의 전면을 커버하면서 기판(310) 전면에 형성될 수 있다.
다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(310) 위에 마스크(MASK)를 위치시키고 노광 공정을 실시한다. 이때 마스크(MASK)는 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)이 형성될 영역을 노출하는 형태이나 이에 제한되지 않을 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 마스크(MASK)를 제거한다. 감광성 수지층은 전술한 노광 공정을 통해 경화된 영역(Y-PR-a)과 경화되지 않은 영역(Y-PR-b)을 포함할 수 있다. 이러한 영역들(Y-PR-a, Y-PR-b)을 포함하는 감광성 수지층의 전면에 표면 처리 공정을 실시한다. 상기 표면 처리 공정은 건식 식각 공정(일 예로, 이방성 이온 에칭)일 수 있으며, 이에 제한되지 않고 후술한 표면 처리를 위한 어떠한 공정도 가능할 수 있다.
전술한 표면 처리 공정에 따라 감광성 수지층의 표면은 식각되고 이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이, 상기한 경화 영역에 대응하는 부위에 요철이 형성된 표면(325S)을 포함하는 청색광 컷팅 필터(325)가 형성된다. 이때 상기 표면 처리 공정에 따라 청색광 컷팅 필터(325)의 표면(325S)는 친수성을 가질 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)는 요철이 형성된 감광성 수지 조성물(Y-PR-a, Y-PR-b)에 현상 공정(습식 식각)을 실시하여 형성될 수도 있다. 일 예로 전술한 마스크(MASK)와 중첩하여 노광되지 않은 영역에 위치하는 감광성 수지층은 제거되어 청색광 컷팅 필터(325)가 형성될 수 있다.
다음 도 9에 도시된 바와 같이, 청색광 컷팅 필터(325) 위에 적색 양자점 또는 형광체(331R)를 포함하는 적색 색변환층(330R)이 형성되고, 녹색 양자점 또는 형광체(331G)를 포함하는 녹색 색변환층(330G)이 형성된다. 그리고 기판(310) 위에 염료 또는 안료(332B)를 포함하는 투과층(330B)이 형성된다.
이후 차광 부재(320), 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 위에 무기 물질 등의 적층을 통해 캡핑층을 형성하면 도 1과 같은 색변환 패널(30)이 형성된다.
한편 본 명세서는 감광성 수지층에 노광을 실시한 후 기판 전면에 대해 표면 처리하는 실시예를 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 감광성 수지층에 노광 및 현상을 실시한 후 잔류하는 감광성 수지 패턴에 대해서만 표면 처리 공정을 실시하는 공정도 가능하다.
이때 표면 처리를 실시하는 공정에서 마스크는 제거되지 않은 상태에서 표면 처리 공정을 실시한다. 기판에 대한 손상 없이 감광성 수지층의 상부면에 대해서만 표면 처리를 실시하기 위함이다. 표면 처리 공정은 건식 식각 공정을 이용할 수 있으며 이에 따라 청색광 컷팅 필터(325)의 단면은 테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325)의 모서리는 건식 식각 공정을 통해 일부 식각되면서 정-테이퍼진 형태로 형성될 수 있다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대한 평면도이고, 도 11은 도 10의 XI-XI 선을 따라 자른 단면도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 표시 장치는 표시 패널(10) 및 표시 패널(10) 위에 위치하는 색변환 패널(30)을 포함한다. 도 10 및 도 11의 색변환 패널(30)은 전술한 도 1a의 실시예에 따른 색변환 패널(30)과 동일한바 이하에서 자세한 설명은 생략한다. 또한 색변환 패널(30)은 도 1b, 도 1c, 도 2 내지 4 중 어느 하나로 대체될 수 있음은 물론이다.
표시 패널(10)은 제1 기판(110) 위에 제1 게이트 전극(124a)을 포함하는 게이트선(121) 및 제2 게이트 전극(124b)을 포함하는 게이트 도전체를 포함한다.
게이트 도전체(121, 124a, 124b) 위에 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 위치한다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소 등을 포함하는 제1 반도체층(154a) 및 제2 반도체층(154b)이 위치한다. 제1 반도체층(154a) 및 제2 반도체층(154b)은 각각 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b) 위에 위치한다.
제1 반도체층(154a) 및 제2 반도체층(154b) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 위치한다. 실시예에 따라 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171)과 구동 전압선(172)과 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
데이터선(171)은 제1 게이트 전극(124a)을 향하여 뻗은 제1 소스 전극 (173a)을 포함한다. 구동 전압선(172)은 제2 게이트 전극(124b)을 향하여 뻗은 제2 소스 전극(173b)을 포함한다.
제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)은 서로 분리되어 있고 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)과도 분리되어 있다. 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a)을 중심으로 서로 마주하고, 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b)을 중심으로 서로 마주한다.
데이터 도전체(171, 172, 173a, 173b, 175a, 175b) 및 노출된 반도체층(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(180)이 위치한다.
보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 각각 드러내는 접촉 구멍(185a, 185b)이 위치하며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 제2 게이트 전극(124b)을 드러내는 접촉 구멍(184)이 위치한다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 연결 부재(85)가 위치한다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185b)을 통하여 제2 드레인 전극(175b)과 물리적·전기적으로 연결되어 있으며, 연결 부재(85)는 접촉 구멍(184, 185a)을 통하여 제2 게이트 전극(124b) 및 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있다.
보호막(180) 위에는 격벽(460)이 위치한다. 격벽(460)은 화소 전극(191) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부를 정의하며 유기 절연물 또는 무기 절연물로 만들어진다. 격벽(460)은 또한 검정색 안료를 포함하는 감광제로 만들어질 수 있는데, 이 경우 격벽(460)은 차광 부재의 역할을 할 수 있다.
화소 전극(191) 위에 발광층(470)이 위치한다. 본 실시예에 따른 발광 표시 장치의 발광층(470)은 청색의 빛을 내는 물질로 만들어진다.
일반적인 발광 표시 장치의 경우 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나의 빛을 고유하게 내는 물질을 모두 포함하지만, 본 실시예에 따른 발광 표시 장치의 경우 발광 표시 장치 상부면에 색변환 패널(30)이 위치하여 적색, 녹색, 청색의 각 색을 표현할 수 있기 때문에 청색의 빛을 내는 물질만을 포함할 수 있다.
발광층(470) 위에 공통 전극(270)이 위치한다.
이러한 발광 표시 장치에서, 게이트선(121)에 연결되어 있는 제1 게이트 전극(124a), 데이터선(171)에 연결되어 있는 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체층(154a)와 함께 스위칭 박막 트랜지스터(switching TFT)(Qs)를 이루며, 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 제1 반도체층(154a)에 형성된다. 제1 드레인 전극(175a)에 연결되어 있는 제2 게이트 전극(124b), 구동 전압선(172)에 연결되어 있는 제2 소스 전극(173b) 및 화소 전극(191)에 연결되어 있는 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체층(154b)과 함께 구동 박막 트랜지스터(driving TFT)(Qd)를 이루며, 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 제2 반도체층(154b)에 형성된다. 화소 전극(191), 발광층(470) 및 공통 전극(270)은 발광 다이오드를 이루며, 화소 전극(191)이 애노드(anode), 공통 전극(270)이 캐소드(cathode)가 되거나 반대로 화소 전극(191)이 캐소드, 공통 전극(270)이 애노드가 된다.
이러한 발광 표시 장치는 제1 기판(110)의 위쪽 또는 아래쪽으로 빛을 내보내어 영상을 표시할 수 있으며 본 발명의 실시예에 따라 제1 기판(110)의 위쪽으로 빛을 내보내는 실시예를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 색변환 패널(30)의 기판(310)이 제1 기판(110)과 마주하며, 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 및 차광 부재(320) 등이 기판(310)과 표시 패널(10) 사이에 적층될 수 있다. 그리고 실시예에 따라 캡핑층(340)과 표시 패널(10) 사이에 평탄막(395)이 더 위치할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 출광율이 향상되고 색재현성이 향상되어 우수한 표시 품질을 제공할 수 있다.
이하에서 도 12 내지 도 14를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 13은 도 12의 XIII-XIII선을 따라 자른 단면도이고, 도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
우선 도 12 및 도 13을 참조하여 간략하게 일 실시예에 따른 표시 장치를 살펴보면, 표시 장치는 라이트 유닛(500), 라이트 유닛(500) 위에 위치하는 표시 패널(10), 표시 패널(10) 위에 위치하는 색변환 패널(30)을 포함한다. 즉, 색변환 패널(30)과 라이트 유닛(500) 사이에 표시 패널(10)이 위치할 수 있다.
라이트 유닛(500)은 표시 패널(10) 아래에 위치하며 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고 수신된 광을 표시 패널(10) 및 색변환 패널(30) 방향으로 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)이 자발광 표시 장치인 경우에 라이트 유닛(500)은 생략될 수 있다.
라이트 유닛(500)는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며 일 예로 청색 발광 다이오드일 수 있다. 일례에 따른 광원은 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치되는 에지형(edge type) 라이트 유닛이거나, 라이트 유닛(500)의 광원이 도광판(미도시)의 직하부에 위치하는 직하형일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 패널(10)은 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 중첩하는 상부 표시판(200) 및 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(3)을 포함한다. 또한 일 실시예에 따른 표시 패널(10)은 하부 표시판(100)과 라이트 유닛(500) 사이에 위치하는 제1 편광판(12) 및 상부 표시판(200)과 색변환 패널(30) 사이에 위치하는 제2 편광판(22)을 더 포함한다. 제1 편광판(12) 및 제2 편광판(22)은 라이트 유닛(500)에서 입사되는 빛을 편광시킨다.
제1 및 제2 편광판(12, 22)은 코팅형 편광판, 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 이러한 편광판(12, 22)은 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 표시판(100, 200)의 일면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
하부 표시판(100)은 제1 기판(110)을 포함하고, 제1 기판(110) 위에는 다수의 화소가 매트릭스 형태로 위치한다.
제1 기판(110) 위에는 x 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 y 방향으로 연장되며 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)이 위치한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
상부 표시판(200)이 포함하는 제2 기판(210)은 제1 기판(110)과 중첩하며 이격된다. 제2 기판(210)과 액정층(3) 사이에 차광 부재(220)이 위치하고, 차광 부재(220)과 액정층(3) 사이에 평평한 면을 제공하는 평탄막(250)이 위치하며, 평탄막(250)과 액정층(3) 사이에 공통 전극(270)이 위치할 수 있다. 발명의 실시예에 따라 평탄막(250)은 생략될 수 있다. 공통 전압을 인가받는 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하여, 액정층(3)에 위치하는 복수의 액정 분자(31)들을 배열시킨다.
또한 본 명세서는 도시하지 않았으나, 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이 또는 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막(미도시)을 더 포함할 수 있다.
액정층(3)은 다수의 액정 분자(31)를 포함하고, 액정 분자(31)들은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 전계에 의해서 제어될 수 있다.
한편 본 명세서는 라이트 유닛(500), 하부 표시판(100), 액정층(3), 상부 표시판(200) 및 색변환 패널(30) 순으로 적층된 구조를 설명 및 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 라이트 유닛(500), 상부 표시판(200), 액정층(3), 하부 표시판(100) 및 색변환 패널(30) 순으로 적층된 구조를 포함할 수도 있다.
도 13에 도시된 색변환 패널(30)은 전술한 도 1의 색변환 패널(30)과 동일하며 표시 패널(10)과 캡핑층(340) 사이에 위치하는 평탄막(395)을 더 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 생략될 수 있다. 또한 색변환 패널(30)은 도 1b, 도 1c, 도 2 내지 4 중 어느 하나로 대체될 수 있음은 물론이다.
이하에서는 도 12 및 도 14를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다.
도 12 및 도 14에 도시된 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(10) 및 라이트 유닛(500)를 포함한다. 라이트 유닛(500) 위에 표시 패널(10)이 위치할 수 있으며, 본 발명은 이에 제한되지 않고 발명의 실시예에 따라 상하 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
일 실시예에 따른 표시 패널(10)는 하부 표시판(100), 하부 표시판 (100)과 마주하며 이격된 색변환 패널(30) 및 하부 표시판(100)과 색변환 패널(30) 사이에 위치하며 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층(3)을 포함한다. 일 실시예에 따른 표시 패널(10)은 전술한 실시예와는 달리 색변환 패널(30)이 표시 패널(10)의 일부로 포함될 수 있다.
일 실시예에 따른 하부 표시판(100)은 도 13의 하부 표시판(100)과 동일하며 색변환 패널(30)은 도 1의 색변환 패널(30)이다. 다만 색변환 패널(30)은 도 2 내지 도 4의 색변환 패널(30)로 대체될 수 있다.
하부 표시판(100)은 제1 기판(110) 위에서 일 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 상기 일 방향과 수직한 방향으로 연장되고 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 및 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)을 포함한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 색변환 패널(30)은 제1 기판(110)과 중첩하며 이격된 기판(310)을 포함한다. 기판(310)과 하부 표시판(100) 사이에 위치하는 차광 부재(320)를 포함한다.
차광 부재(320)와 하부 표시판(100) 사이에 청색광 컷팅 필터(325)가 위치할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325) 및 하부 표시판(100) 사이에는 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)이 위치할 수 있으며 기판(310)과 하부 표시판(100) 사이에는 투과층(330B)이 위치할 수 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)과 하부 표시판(100) 사이에 캡핑층(340)이 위치하고, 캡핑층(340)과 하부 표시판(100) 사이에 평탄막(395)이 위치할 수 있다. 평탄막(395)은 실시예에 따라 생략될 수 있다.
평탄막(395)과 하부 표시판(100) 사이에 편광판(22)이 위치하고, 편광판(22)과 하부 표시판(100) 사이에 공통 전극(370)이 위치한다. 공통 전극(370)과 하부 표시판(100) 사이에 액정 분자(31)를 포함하는 액정층(3)이 위치한다.
본 명세서는 도시하지 않았으나 공통 전극(370)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막 및 하부 표시판(100)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막을 포함할 수 있다.
또한 색변환 패널(30)은 도 1b, 도 1c, 도 2 내지 4 중 어느 하나로 대체될 수 있음은 물론이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
30: 색변환 패널
310: 기판
325: 청색광 컷팅 필터
330R: 적색 색변환층
330G: 녹색 색변환층
330B: 투과층
340: 캡핑층

Claims (19)

  1. 기판 위에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층, 및
    상기 기판과 상기 색변환층 사이에 위치하는 청색광 컷팅 필터를 포함하고,
    상기 색변환층과 상기 청색광 컷팅 필터의 계면은 요철을 가지며,
    상기 청색광 컷팅 필터의 일면은 친수성인 색변환 패널.
  2. 제1항에서,
    상기 투과층과 상기 기판 사이에 위치하는 청색 색필터를 더 포함하는 색변환 패널.
  3. 제2항에서,
    상기 청색 색필터와 상기 투과층의 계면은 요철을 갖는 색변환 패널.
  4. 제1항에서,
    상기 색변환층은 적색 색변환층 및 녹색 색변환층을 포함하며,
    상기 적색 색변환층과 상기 녹색 색변환층 사이, 상기 녹색 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 적색 색변환층과 상기 투과층 사이에 각각 위치하는 차광 부재를 더 포함하는 색변환 패널.
  5. 제4항에서,
    상기 차광 부재는 제1 차광 부재이고,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 2 개의 측면과 중첩하는 제2 차광 부재를 더 포함하는 색변환 패널.
  6. 제4항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 하나의 측면과 중첩하는 반사 부재를 더 포함하는 색변환 패널.
  7. 제1항에서,
    상기 요철은 불규칙한 형태를 가지는 색변환 패널.
  8. 제1항에서,
    상기 청색광 컷팅 필터와 상기 기판 사이에 위치하는 버퍼층 및 상기 색변환층 위에 위치하는 캡핑층 중 적어도 하나를 더 포함하는 색변환 패널.
  9. 기판 위에 감광성 수지층을 형성하는 단계,
    상기 감광성 수지층을 노광하는 단계,
    상기 노광된 감광성 수지층에 표면 처리하여 요철을 형성하는 단계,
    상기 노광된 감광성 수지층을 패터닝하여 청색광 컷팅 필터를 형성하는 단계,
    상기 청색광 컷팅 필터 위에 색변환층을 형성하는 단계, 및
    상기 기판 위에 투과층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 청색광 컷팅 필터의 일면은 친수성인 색변환 패널의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 노광하는 단계에서 마스크를 사용하며,
    상기 감광성 수지층을 표면 처리하는 단계 이전에 상기 마스크를 제거하는 색변환 패널의 제조 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 노광하는 단계에서 마스크를 사용하며,
    상기 표면 처리하는 단계에서 상기 마스크에 의해 노출된 영역에 대해 표면 처리 공정을 실시하는 색변환 패널의 제조 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 표면 처리하는 단계는 건식 식각 방법을 사용하는 색변환 패널의 제조 방법.
  13. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고,
    상기 색변환 패널은
    기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 색변환층 및 투과층, 및
    상기 기판과 상기 색변환층 사이에 위치하는 청색광 컷팅 필터를 포함하고,
    상기 색변환층과 상기 청색광 컷팅 필터의 계면은 요철을 가지며,
    상기 청색광 컷팅 필터의 일면은 친수성인 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 투과층과 상기 기판 사이에 위치하는 청색 색필터를 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 청색 색필터와 상기 투과층의 계면은 요철을 갖는 표시 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 색변환층은 적색 색변환층 및 녹색 색변환층을 포함하며,
    상기 적색 색변환층과 상기 녹색 색변환층 사이, 상기 녹색 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 적색 색변환층과 상기 투과층 사이에 각각 위치하는 차광 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 차광 부재는 제1 차광 부재이고,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 2 개의 측면과 중첩하는 제2 차광 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제16항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 하나의 측면과 중첩하는 반사 부재를 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제13항에서,
    상기 요철은 불규칙한 형태를 가지는 표시 장치.
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